（计算机软件与理论专业论文）基于esb的企业应用集成技术研究与应用.pdf

摘要 一个典型的电子政务系统是涉及到众多职能部门在网上联合开 展行政服务的业务系统，如何将这些业务系统有机地集成在一起发挥 最大的功效是一个关键问题。随着企业应用集成( e a j ) 技术的发展， 出现了面向服务的体系结构( s o a ) 。在s o a 中，服务之间通过统一 的业务服务接口进行通信，它可以达到服务的可重用性。为了处理复 杂集成的挑战，通过选择企业服务总线( e s b ) 作为s o a 系统中消 息传输与服务交互的主干道，可以为未来业务的变化奠定良好的基础 架构。 本文首先介绍了e a i 的相关概念和研究内容，然后在e a i 的多 个层次上重点对s o a 和w 曲s e r v i c e s 技术进行了剖析和研究，提出 了一种基于e s b 的e a i 集成框架- - c r e a t o r s o i f ，它可以作为面向服 务应用集成的一种实现模式。然后通过研究目前主流的e s b 模型提 出了c r e a t o r s o i f 中的一种基于服务执行引擎的e s b 参考模型一 s e b e s b ，为s o a 的基础设施一e s b 的理解、设计和实现提供一个 参考。接着对服务执行引擎中的服务适配网关模型以及消息路由器的 体系结构进行了设计，并且在分析e s b 内消息路由中介者和过滤机 制的基础上，提出了一种基于优先级和一种基于规则的过滤机制，从 而使得e s b 中的消息路由机制更丰富。 最后，基于c r e a t o r s o i f 开发了电子政务并联审批原型系统，通 过分析与扩展开源m u l ee s b 来集成政府各部门的审批业务系统。实 践效果表明，通过本文提出的集成模式可以实现更为灵活多变的电子 政务集成系统，有效地提高了政府服务效率。 关键词企业服务总线，面向服务体系结构，企业应用集成，消息路 由，电子政务 a b s t r a c t a t y p i c a le - g o v e r n m e n ts y s t e mi n c l u d e sv a r i o u sb u s i n e s ss y s t e m so f d e p a r t m e n t sw h i c hc a nc a r r yo u ta d m i n i s t r a t i v es e r v i c e st o g e t h e ro nt h e n e t w o r k h o wt oi n t e g r a t et h e m t o g e t h e rt og e tt h eh i g h e s te f f i c i e n c yi sa k e yp r o b l e m w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ( e a i ) t e c h n o l o g y , t h es e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ( s o a ) e m e r g e d i ns o a , s e r v i c e sc o m m u n i c a t ew i t h e a c ho t h e rt h r o u g h s t a n d a r d b u s i n e s ss e r v i c e s i n t e r f a c e s ，a n ds o a sg o a li st om a k e l v i c e s r e u s a b l e i no r d e rt oh a n d l ec o m p l i c a t ei n t e g r a t i o n ，b yc h o o s i n ge s bi n t h es o a s y s t e ma st h em a j o rt r u n kr o a df o ri n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o na n d s e r v i c ei n t e r a c t i o n , w ec a ne s t a b l i s ha9 0 0 df o u n d a t i o ns t r u c t u r ef o rt h e f u t u r eb u s i n e s sc h a n g e i nt h eb e g i n n i n g ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h er e l a t i v ec o n c e p to fe a i a n dt h er e s e a r c hc o n t e n t s t h e n , i nm u l t i p l el e v e l so fe a i ，i tf o c u s e so n t h ea n a l y s i sa n dr e s e a r c ho fs o aa n dw e bs e r v i c e st e c h n o l o g y , a n d p r o p o s e sa ni n t e g r a t i o nf r a m e w o r k - c r e a t o r s o i fw h i c hi sb a s e do ne s b n e x t ，t h r o u g ht h es t u d yo ft h ec u r r e n tm a i n s t r e a me s bm o d e l s ，i tb r i n g s f o r w a r da ne s br e f e r e n c em o d e li nc r e a t o r s o i f , t h a ti ss e e e s b w h i c h i sb a s e do ns e r v i c ee x e c u t i o ne n g i n e ，a n dt h a tc a n p r o v i d ear e f e r e n c ef o r u n d e r s t a n d i n g , d e s i g n ，a n di m p l e m e n t a t i o no fs o ai n f r a s t r u c t u r e e s b a f t e rt h a t ，t h i sp a p e rg i v e so u tt h ew o r k i n gm o d e lo fs e r v i c ef i t t i n g g a t e w a y i ns e ea sw e l la st h ea r c h i t e c t u r eo f m e s s a g er o u t e r a n da l s oo l l a n a l y z i n gt h em e s s a g er o u t i n gm e d i a t o r so fe s ba n dt h et r a d i t i o n a l f i l t r a t i o nm e c h a n i s m s ，i tp u t sf o r w a r dt w on e wf i l t r a t i o nm e c h a n i s m s ， t h a ta r ep r i o r i t y - b a s e da n dr u l e - b a s e df i l t r a t i o nm e c h a n i s m s ，w h i c hc a n e n r i c ht h em e s s a g e r o u t i n gm e c h a n i s m si ne s b f i n a l l y , a c c o r d i n gt oc r e a t o r s o i ew eh a v ed e v e l o p e dap a r a l l e l e x a m i n a t i o na n da p p r o v a lp r o t o t y p es y s t e mo fe - g o v e r n m e n t t h r o u g h a n a l y z i n ga n di m p r o v i n go p e ns o u r c eo fm u l ee s b ，w eh a v ei n t e g r a t e d v a r i o u se x a m i n a t i o na n da p p r o v a lb u s i n e s ss y s t e m so fg o v e m m e n t a l d e p a r t m e n t s t h cp r a c t i c es h o w st h a t b yu s i n gt h em e t h o dp r e s e n t e di n t h i sp a p e r , w ec a ne s t a b l i s han e ws e to fd y n a m i ce - g o v e r n m e n ts y s t e m s ， a n de f f e c t i v e l yi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo f g o v e r n m e n t , 鸵, q v i c e s n k e yw o r d se n t e r p r i s es e r v i c eb u s ，s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ， e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，m e s s a g er o u t i n g , e g o v e r n m e n t h i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说 明。 作者签名： 日期：翌早年上月趁日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 日期泌4 年- 生月且日 硕士学位论文第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 1 1 1 研究的背景 信息化的发展在给企业带来难得机遇的同时，也给企业带来了新的挑战。巨 大的投资为企业建立了众多的信息系统，以帮助企业进行内外部业务的处理和管 理工作。但是这些信息系统可能由不同的品牌导入实旌，只关注于各自领域内的 数据与业务处理，由于缺少相应的接口标准和规范，它们各自为政，相互之间无 法进行信息共享与业务集成，从而形成“信息孤岛”f l 】 同样的情况在电子政务系统中也存在。传统的电子政务系统由于缺少不同业 务系统相互集成的技术，导致很多关键的信息被封闭在相互独立的系统中，部门 间重复者冗余的工作，这直接导致了政务工作效率的降低和运营成本的上升。如 何将这些政务服务系统有机地集成在一起，使用最少的资源，发挥最大的效力是 一个关键问题。 随着企业规模的不断扩大，应用系统不断增加，企业迫切需要一种集成方法， 将各种旧的应用系统和新的应用系统集成起来，这使得企业应用集成( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，e a i ) 技术产生与发展起来。但是传统的e a i 不能很好的 满足企业集成的需求，传统的e a i 往往使用如c o 趾n 和c o m 等组件化技术进行 分布式、跨平台的程序交互，系统整体的拓扑结构是较复杂的，组件的连接协议 私有、非标准【2 】。面向服务体系架构( s e r v i c e - o r i e n t e d a r e h i t e e t u 托，s o a ) 带来 了一种新的集成思想，根据它可以构造出灵活的以服务为中心的架构 作为一个很有前景的应用系统架构，s o a 尚在不断的发展中，肯定存在许多 有待改进的地方。第一：服务需要支持多种传输协议，但如何解决多种传输协议 的转换；第二：服务是分散的，但如何对服务进行有效的流程控制；第三：服务 是独立的，这样势必造成服务连接上需要耗费更多的负担，但如何解决服务之间 的通讯性能；第四：传统的遗留系统都使用自己的专用的通信方式，但如何把 m o m 技术和w e b 分布式技术相结合；第五，服务是公开的，但如何解决服务之 间的网络安全问题；第六：如何通过分层结构来实现服务的松耦合；第七：如何 在松耦合和敏捷性之间达到更好权衡优化。以上几个问题，都是在s o a 架构的实 际软件项目中所需要解决的。 w e bs e r v i c e s 技术是实现s o a 的一种方式。w e bs e r v i c e s 是完全基于标准的 分布式通讯技术，它使用x m l 技术作为基础，使它独立于操作平台和编程语言， 是真正意义上的中立技术1 3 1 。使用w e bs e r v i c e s 技术可以使异构环境下的信息系 硕士学位论文 第一章绪论 统能相互操作。但从整体的拓扑结构来看仍然比较复杂，每一个服务被发现和定 位之后，就被耦合到另一个服务上。 早在二十世纪八十年代初，一些公司开始意识到企业应用集成的价值和必要 性，点到点( p o i n t - p o i n t ) 集成【4 1 技术开始出现。在点到点的集成中，各应用系 统之间通过各自不同的接口进行点到点的简单连接，从而实现信息和数据的共 享。它适用于应用系统不多的情况，具有良好的可集成性，缺点是系统柔性差， 耦合性高。 二十世纪八十年代末和九十年代初，在进行复杂的应用系统集成时，通常需 要集成多个应用系统，这时人们选择使用集成中间件如m o m 等来完成绝大部分 集成工作。集成中间件是星型集成【4 】体系结构的应用集成中心，所有需要集成的 系统都和该中心相连，原来点对点集成中n 个系统之间的n ( n 1 妮个点对点连 接减少为n 个连接。星型集成对应用系统的集成能力要求不高，整个系统柔性好、 耦合性较低，其缺点是较为复杂，而且当集成的系统的数目较大时，集成中间件 的负担会变得很大，容易形成瓶颈。 随着臌术的发展和企业应用集成需求的增加，企业服务总线( e n t e r p r i s e s e r v i c e sb u s ，e s b ) 在2 0 0 2 年被正式提出，如图l - 1 所示。它继承了星型集成体 系结构中将各个系统之间点对点的连接转化为多个系统与集成中心连接的理念， 但在这种体系结构中，集成中心被扩展成可以分布在多个物理结点上的总线，从 而有效解决了星型集成中单点失效和效率问题。同时e s b 并不意味着仅仅是简单 地将集成中心扩展成总线，它以成熟的消息中间件作为其物理消息传递基础，还 提供消息路由、数据转换等各种队i 模式的支持，它是一种在松散耦合的服务和 应用之间标准的集成方式。 图1 - 1 企业服务总线 在e s b 产生后的五年时间里，e s b 被越来越多的人所接受，很多企业和机 构已经在生产中部署了e s b ，e s b 的效果得到了一定程度的校验，同时全球范 围内对e s b 的技术研究以及相关产品开发也进入了更为繁荣的阶段，众多的e s b 供应商正在架构、连接性、易用性以及服务质量的保证等方面进行竞争嘲。 2 硕士学位论文第一章绪论 e s b 的出现，为e a i 和s o a 注入了新的活力。e s b 在s o a 中充当实现服务问 智能化集成与管理的中介，是逻辑上与s o a 所遵循的基本原则保持一致的服务集 成基础架构，它提供了服务管理的方法和在分布式异构环境中进行服务交互的功 能。e s b 的先进性表现在：作为s o a 的一个最好切入点，e s b 的出现改变了传统 的软件架构，可以提供比传统中间件产品更为廉价的解决方案，同时它还可以消 除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之 间的通信与整合。 目前，e s b 正处于快速发展的时期，市面上出现了多种e s b 产品，有专业 集成提供商提供的e s b 产品，也有开源组织提供的e s b 产品，这些产品可以满 足不同场合的集成需要。但是e s b 是属于新生事物，各e s b 产品在提供的功能 不一样，实现的程度也并不统一，这有待于进一步发展和完善。 1 1 2 研究目的与意义 企业应用集成已经在电子政务、金融、电力、电信、航空等领域内得到了广 泛的应用。然而传统的企业应用集成技术已经凸现其较大的局限性：如传统的 e a i 基本上是组件级的重用，基于组件的架构没有统一的标准；各个厂商都有各 自不同的e a i 解决方案，使用各种各样的中间件平台；集成后的系统更加复杂， 降低了系统的重用性；连接和维护的费用增多；企业容易长期受到特定e a i 提 供商的限制等。 基于s o a 进行企业应用集成是当前集成的主流【6 】，e s b 是广义企业实现面 向服务整合的关键。e s b 是s o a 架构的核心，这是一个基于标准的、面向消息 的、高度分布式的、具有智能性路由的系统整合平台啊。e s b 的使用，正在使企 业应用集成领域内发生着一场新的革命。所以，希望通过对e s b 的研究来克服 传统e a i 的不足，从而最终实现面向服务计算环境下动态、灵活的分布式企业 应用集成。 1 2 国内外研究现状 目前，国内外e s b 市场上的所有厂商都一致认为，e s b 是一种实现e a i 的 新技术，可以帮助企业快速简便地实现s o a 。但是，对于如何实现e s b ，这些 厂商存在非常大的歧见。不同的组织对e s b 有着不同的理解，所以它们对e s b 的研究重心也不一样，每个厂商都在根据自己的现状和目标来表明自己的观点。 1 e s b 在s o a 中功能覆盖面的研究 专门以e s b 为主要产品线的中间件厂商的e s b 产品覆盖面较广，他们一般 认为自己的e s b 产品可以帮助用户实现所有与s o a 有关的工作，其中也包括了 3 硕士学位论文 第一章绪论 业务流程管理( b p m ) ，其中有些厂商还把门户功能也加入其中。开源e s b 中的 $ e r v i e e m i x l 8 1 经提供了b p e l 引擎一a p a c h ep x e 【9 1 ，m u l ee s b 10 1 目前是通过配 置x m l 文档来编写业务流程，但是它将在新发布版本中通过提供b p e l 引擎来 支持b p m 。而原来提供s o a 平台产品的软件厂商则认为e s b 只是s o a 的一部 分，他们的e s b 产品是其整个$ o a 平台软件中的一块，通常会把b p m 作为另 一个单独的产品，例如b e a 、甲骨文、m m 、中国的东方通等公司都推出了单 独的e s b 产品和b p m 产品。 2 e s b 集成标准的研究 e s b 的总线方式可以是多样的，例如，总线可以是一个网络，而不是一个中 心h u b ，甚至还可以直接通过点对点的方式。多样的方式是为了减少总线的压力， 具体的形式可以很灵活。鉴于不同厂商对于实现e s b 的体系架构不统一，因此 无法通过统一的行业标准来进行互相操作。 到目前为止，还没有一个统一的得到大多数厂家认可e s b 标准。j b i ( j a v a 业务集成) i n 是一个由s u n 公司提出的e s b 集成标准，对它的一个实现即为基 于j b i 规范的e s b 。s e r v i c e m i xe s b 和j b o 鹳e s b 就是典型的基于j b i 规范的 e s b 产品。一些原来不支持的j b i 的e s b ，主要是开源e s b ，如m u l ee s b ，都 开始在自己的发布版本中逐渐增加对j b i 的支持力度。但是这样的例子不多，j b i 并没有得到其他集成巨头如m m 、b e a 等公司的支持，因此，目前业界基本上 不看好j b i 的发展前景，s u n 公司也有意减少对j b i 标准支持的力度f 1 2 j 。 另外，e s b 对服务的发布、发现、调用等功能的支持程度不统一不同的软 件提供商采用不同的机制来实现其服务的发布、发现与调用，因此开发人员开发 的服务很难得到组织外开发人员的共享。m m 因为以前就有成熟的s o a 集成平 台，所以它的e s b 中提供对类似于u d d i 的服务注册库的支持，但是开源e s b 中的m u l e 、s e r v i c e m i x 没有提供类似u d d i 的功能。此外，e s b 中的消息路由 种类多，实现各异，大多数e s b 产品都只支持其中的一种或几种。智能路由是 许多e s b 产品都宣传其拥有的功能，但是它们都没有对智能路由进行定义，没 有统一的标准。w s 标准，如w s r o u t i n g ，w s - a d d r e s s i n g 等路由协议以及 w s s e c u r i t y 等安全协议本身处于不断的变化和完善中，e s b 产品对它的支持程 度也各不一样。 3 e s b 产品是否与特定w e b 服务容器或平台紧密结合 a s b t 3 1 是b e a 公司的e s b 产品，它基于w e b 服务技术、s o a 技术，是工 业界第一个问世的架构于s o a 和w e b 服务技术之上的e s b 产品。a s b 与b e a 的j 2 e e 应用服务器w e b l o g i cs e r v e r 紧密结合，它为采用w e b l o g i cs e r v e r 的组 织进行应用、服务集成提供了很大的方便。m m 公司把e s b 技术、w e b 服务技 4 硕士学位论文 第一章绪论 术、s o a 的思想融入到了其优秀的j 2 e e 应用服务器w e b s p h e 茁e 中，w e b s p h e r e 是一个产品组，包括应用服务器、业务整合、开发包及其无线技术等。而大多数 开源e s b 则没有规定与特定w e b 服务容器或平台的紧密结合，比如i o n a c e l t i x 1 4 1 、m u l e 等，它们提供了多种部署模式，可以在任何一种j 2 e e 或j b i 容 器中部署，包括使用基于s p r m g 和，或a p a c h et o m c a t 项目的轻量级容器。 1 3 本文的研究内容 1 面向服务集成框架的研究 企业应用集成技术发展迅速，在当前面向服务的计算环境下，企业应用集成 的主要对象将主要是粗粒度、松耦合和标准化的服务。本文通过对企业应用集成 技术、面向服务的集成，以及企业服务总线的研究，使得能够基于这些技术或产 品来提供一个灵活松耦合的可扩展的基础集成平台。 2 e s b 模型的研究 对现有主流的e s b 模型进行研究，分析它们的优势与不足，并且提出一个 基于服务执行引擎的企业服务总线参考模型，同时对该参考模型的核心一服务执 行引擎进行研究。 3 s e e e s b 参考模型中服务执行引擎的关键技术的研究 服务适配功能和消息路由功能是服务执行引擎的核心功能。这包括服务适配 网关模型的设计，消息路由路径模型的分析、中介者的分类、消息路由器总体结 构的设计，以及新的过滤机制的提出等。目前，e s b 中的消息路由研究是一个热 点，这也是企业业务集成场景日益复杂的需要。 4 e s b 在电子政务并联审批应用场景中的研究与应用 推行电子政务是提高审批效率、增强审批的公开性、公正性和透明度，降低 审批运行成本的必由之路。构建完善的网上审批系统是电子政务体系的有机组成 部分，e s b 能将审批系统中的各子业务系统无缝集成起来，这对提高政务审批的 工作效率，降低集成的复杂性和费用等都有明显的好处。 1 4 本文的组织结构 第一章，绪论：介绍了当前进行企业应用集成存在的问题，并且介绍了企业 应用集成研究的背景，分析了国内外企业应用集成技术的研究成果，在此基础上 提出了本文的研究内容 第二章，面向服务的应用集成：首先介绍了企业应用集成的概念、研究成果、 分类等，然后介绍s o a 的概念、参考模型及关键实现技术，如x m l 、s o a p 、 硕士学位论文第一章绪论 u d d i 、w s d l 、x p a t h 和x s l t 等。接着对e s b 的定义、功能模型等进行了介 绍。 第三章，基于e s b 的企业应用集成框架c r e a t o t s o i f ：本章首先对提出了面 向服务的集成框架的设计要求，然后提出了一种面向服务的集成框架 c r e a t o r s o i f ，并对它的总体结构、层次、关键技术以及实施流程给出了相应的 分析，最后对c r e a t o r s o i f 应用于电子政务解决方案的优势进行阐述。 第四章，企业服务总线参考模型：在对现有主流e s b 模型分析和研究的基 础上提出了一种基于服务执行引擎的企业服务总线参考模型- - s e e e s b 。接着对 它的总体结构进行了分析，给出了服务执行引擎的结构模型，并对s e e e s b 的 部署模型进行了分析。 第五章，服务执行引擎关键技术的研究：首先给出了服务执行引擎中服务适 配网关的模型，接着设计了一个服务适配网关的例子。然后对消息路由进行概述， 分析e s b 中消息路由器工作模式，提出了一种消息路由器的总体结构，以及在 对主流过滤机制分析的基础上提出了一种基于优先级和一种基于规则的过滤机 制。 第六章，基于m u l e 的电子政务并联审批原型系统；分析了m u l e 的工作机制， 以及针对电子政务系统中的并联审批流程，我们基于c r c a t o s o i f 框架，并应用 扩展的m u l ee s b 将各部门的子业务系统集成起来，从而实现一个完整的政务并 联审批流程。 第七章，总结与展望：对本文进行总结，说明不足之处，并进行前景展望。 6 硕士学位论文第二章面向服务的应用集成 第二章面向服务的应用集成 2 1 企业应用集成概述 2 1 1 企业应用集成的概念 最初企业应用集成的概念可以说是一个狭义上的e a i ，仅指企业内部不同应 用系统之问的互连，以期通过应用整合实现数据在多个系统间的同步和共掣嘲。 伴随着e a i 技术的不断发展，它所被赋予的内涵变得越来越丰富。现在e a i 的概念已经扩展到业务整合的范畴，不仅要提供底层应用支撑系统问的互连，同 时还要实现存在于企业内部应用与应用之间、本企业和其他合作伙伴间f 1 6 】端到 端的业务流程的管理。它包括用户互动、应用整合、b 2 b 整合、自动化业务流程 管理、人工流程管理、企业门户以及对所有应用系统和流程的管理监控等方方面 面。 啪的目标就是集成和跨越不同应用系统的过程，同时使企业的员工、决策 者和商业合作伙伴能够很容易地访问企业和客户的数据，而不必管这些数据在什 么地方和哪个系统中【1 7 】。此外，e a i 更进一步的目标是集成跨企业和跨组织的信 息和过程，其中包括实现传输流、数据流、信息流、过程流和b 2 b 流。此处的流 是以一种平滑、连续、实时或准实时的方式把数据发送给用户或系统的。 2 1 2 企业应用集成的研究内容 企业应用集成所涉及的技术与方法比较广泛，本文认为目前企业应用集成的 研究主要集中在分布式系统技术、组件方法、中间件技术、软件体系结构方法和 企业服务总线技术五个方面 1 分布式系统技术的研究主要通过对分布式计算模型和中间层负载均衡的 研究【埔】来满足人们对系统集成的可扩展性、可靠性、适应性和性能方面的需求， 同时，还要解决并发控制、事务和异常等问题。 2 组件方法的研究主要集中在组件的接口层次，包括接口命名、输入输出 参数类型、交互协议方面1 4 】，以及基于领域分析的软件组件选取、组件库的组织 和检索、组件的组装【1 9 】。w e b 服务是目前组件研究的新方向。 3 中阃件技术主要研究组件运行和交互的基础架构，为分布式应用集成提 供通信中间件、组件运行容器及相关的服务。 4 软件体系结构方法的研究范畴包括软件体系结构语言及形式化、体系结 构模型、特殊应用领域体系结构框架和基于体系结构的软件开发环境和工具。目 前，面向服务体系架构是软件体系结构研究的新领域【2 0 1 。 7 硕士学位论文 第二章面向服务的应用集成 5 企业服务总线为s o a 中不同服务之间的集成提供了有力支持。目前，企 业服务总线技术的研究主要集中在：服务发布和发现、服务的组合、语义w e b 服务、消息路由模式、路由安全性、服务q o s 、e s b 的事务性以及服务集成标 准、业务流程编排等方面。随着企业服务总线技术的不断成熟，e s b 必将承担起 更多更重要的集成任务，从而为我们带来了新的研究内容。 2 1 3 企业应用集成的分类 文献 4 】依据分布式应用集成中集成点的不同，将集成层次从低层到高层分 为传输机制、数据集成、接口集成和过程集成。传输机制层是分布式应用集成的 基本层次，它提供两个或多个集成点间连接和移动数据的传输渠道，前提是在传 输层上连接多个系统，其方法包括i p 、f t p 及特定的通信中间件。数据集成能 够从应用系统和数据存储中抽取、插入数据和元数据，同时还必须解决应用句法 和应用语义等问题。接口集成主要针对业务逻辑层，它允许应用系统问的业务逻 辑共享。接口集成的核心是使用分布式组件封装应用系统的业务逻辑，通过远程 方法调用业务逻辑。过程集成实现的是面向过程的集成。过程集成的对象不是物 理实体( 如数据或组件) ，而是过程实体，通常表示为逻辑实体。过程集成的逻 辑表示需要映射到物理实体。 文献 2 1 】按集成的范围或广度划分，企业应用集成可分为松集成和全面集 成、横向集成与纵向集成、企业内集成和企业间集成。松集成是指两个系统之间 仅仅交换信息，而不管对方是否能够解释这个信息，或者说他们的集成仅仅是语 法层的集成，而不是语义层的集成。全面集成的含义是：( 1 ) 每个系统的定义仅 仅由本系统知道，另外一个系统不知道其他系统的含义；( 2 ) 两个系统共同为完 成一个任务作贡献；( 3 ) 两个系统对于它们之间交换的信息有相同的定义。横向 集成是指从产品需求到产品发运业务过程的集成，包括物理和逻辑的集成。纵向 集成是指企业内部不同管理层之间的集成，分为企业级集成、业务单元级集成和 操作级集成。企业内集成是指一个企业内部业务过程的集成，而企业闯集成就意 味着一个企业的业务过程与另外一个企业的业务过程集成，或者不同的企业共享 一些业务过程f 2 2 1 。 文献 2 3 】从集成深度的意义上将市场上主流的企业应用集成模式划分为面 向信息的集成，面向过程的集成和面向服务的集成。面向信息的集成模式聚焦于 接口层次的应用和系统间的数据转化和传输，它给了大多数组织一种风险较低的 切入企业应用集成的方式，其主要优势是较低的成本。它又可以划分为三种类别： 数据复制、数据聚合以及接口集成。面向过程的集成按照一定的顺序实现过程问 的协调并实现数据在过程间的传输，其目标是通过实现企业相关业务过程的协调 和协作实现业务活动的价值最大化，还可以减少错误。总的来说，它是一种过程 8 硕士学位论文第二章面向服务的应用集成 流集成的思想。面向服务的集成可以实现动态的应用集成和大范围的业务逻辑共 享，这种目标是通过整合业务层服务来实现的，其中的关键是要将面向服务、接 口以及过程的集成模型加以整合利用，同时利用标准的w e b 服务接口对现存应 用进行封装。 2 2 面向服务体系结构概述 目前，企业大都关心并正在处理两个问题：迅速改变的能力和降低成本的要 求。为了保持竞争力，企业必须快速地适应内部因素( 如兼并和重组) 或外部因 素( 如竞争能力和顾客要求) ，这需要经济而灵活的r r 基础设施来支持企业 2 4 1 ， 相应地应用程序彼此进行通信的方式也发生了典型变化，为迎合这种需求，s o a 应运而生从技术上讲，s o a 并不是一个新概念。早在1 9 9 6 年，g a r m e r 就提出 了面向服务架构的概念。g a r t n e r 于2 0 0 2 年预测，到2 0 0 8 年，s o a 将成为占有 绝对优势的软件工程实践方法，它将结束传统的整体软件体系架构长达4 0 年的 统治地位，届时，将有7 0 的企业在进行企业1 1 r 建设时会转向s o a 2 5 】。 近年来，随着w e bs e r v i c e s 等相关标准的出现和日趋成熟，s o a 开始从概念 走向实用。w e b 服务的发展使s o a 成为主流，反过来，s o a 的实践架构又促使 w e b 服务的应用更为广泛。 2 2 1s o a 的概念 s o a 是英文s e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，即面向服务架构的缩写。s o a 是 一种新型的软件体系架构模式，它是在计算环境下设计、开发、应用、管理分散 的服务单元的一种规范，它将应用程序的不同功能单元( 称为服务) 通过这些服 务之间定义良好的接口和契约联系起来闭，它可以根据需求通过网络对松散耦 合的粗粒度服务进行分布式部署、组合和使用。这些服务是自包含的，具有定义 良好的接口，允许服务的使用者了解如何与其进行交互。s o a 的目标在于让r r 变得更有弹性，以便更灵活、更快地响应不断改变的企业业务需求【2 7 】。 文献f 6 】将s o a 定义为：“它本质上是服务的集合。服务间彼此通信，这种 通信可能是简单的数据传送，也可能是两个或更多的服务协调进行某些活动。服 务阃需要某些方法进行连接。所谓服务就是精确定义、封装完善、独立于其他服 务所处环境和状态的函数。” 文献【2 8 】将s o a 定义为：“按需连接资源的系统。在s o a 中，资源被作为 可通过标准方式访问的独立服务，提供给网络中的其他成员。与传统的系统结构 相比，s o a 规定了资源间更为灵活的松散耦合的关系。” 文献【2 9 】对s o a 的定义如下：“面向服务的体系结构是一种用于创建企业盯 9 硕士学位论文第二章面向服务的应用集成 体系结构的体系结构样式，利用了面向服务的原则来实现业务和支持业务的信息 系统之间更为紧密的关系。” 目前s o a 并没有一个统一的、标准的参考模型来给出其定义。但从上述的 定义中可以看出s o a 的几个关键特性：一种粗粒度、松散耦合服务架构，服务 之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型。 粗粒度：s o a 总体上采用租粒度服务接口，也就是说暴露在整个系统外部 的服务尽量使用粗粒度的接口。而在企业系统架构内部通常采用相对较细粒度的 服务接口。采用粗粒度的服务，可以减少服务间互调、查询、通讯等延迟，但与 细粒度的服务相比，其重用性、灵活性比较差。 松散耦合：s o a 不像传统的d c o m ，c o r b a 等计算技术依赖于具体的协 议、实现等。它独立于各个平台，与开发环境、协议、厂家等都没有直接关联 s o a 架构中的不同服务之间保持一种相对独立无依赖的关系。 s o a 最主要的应用场合在于解决在i n t e r n e t 环境下的不同商业应用之间的业 务集成问题。 2 2 2s o a 架构的分层模型 文献 3 0 】中提出的s o a 架构分层模型如图2 - i 所示。在s o a 系统中不同的 功能模块可以被分为7 层：第l 层就是系统已经存在的程序资源，例如e i 冲或者 c r m 系统等。第2 层就是组件层，在这一层中我们用不同的组件把底层系统的 功能封装起来。第3 层就是s o a 系统中最重要的服务层，在这层中我们要用底 层功能组件来构建我们所需要的不同功能的服务。总的来说，s o a 中的服务可 以被映射成具体系统中的任何功能模块，但是从功能性方面可以大致划分为以下 三种类型：( 1 ) 商业服务( b u s i n e s ss e r v i c e ) 或者是商业过程( b u s i n e s sp r o c e s s ) ， 这一类的服务是一个企业可以暴露给外部用户或者合作伙伴使用的服务。比如说 提交贷款申请，用户信用检查，贷款信用查询。( 2 ) 商业功能服务( b u s i n e s sf u n c t i o n s e r v i c e ) ，这类服务会完成一些具体的商业操作，也会被更上层的商业服务调用， 不过大多数情况下这类服务不会暴露给外部用户直接调用，比如说检索用户帐户 信息，存储用户信息等。( 3 ) 技术功能服务( t e c h n i c a lf u n c t i o ns e r v i c e ) ，这类服 务主要完成一些底层的技术功能，比如说日志服务以及安全服务等。在服务层之 上的第4 层就是商业流程层，在这一层中我们利用已经封装好的各种服务来构建 商业系统中的商业流程。在商业流程层之上的就是第5 层表示层了，我们利用表 示层来向用户提供用户接口服务，这一层可以用基于p o r t a l 的系统来构建。 以上这5 层都需要有一个集成的环境来支持它们的运行，企业服务总线提供 了这个功能，它能够通过多种通信协议连接并集成不同平台上的组件将其映射成 为服务层的服务。第7 层主要为整个s o a 系统提供一些辅助的功能，例如服务 硕士学位论文第二章面向服务的应用集成 质量管理，安全管理这一类的辅助功能。 囤2 - 1 $ 0 a 分层模型 2 2 3s o a 的关键实现技术 在s o a 架构下。服务成为应用系统的基本单元，使得r r 与业务有机地结合 在一起。w e b 服务技术是对s o a 的实现。这节详细讨论8 0 a 中关键技术：w e b s e r v i c e s 技术，下一节讨论e s b 技术。 1 w e b 服务定义 w e b 服务可以从多个角度来定义。从技术角度来说，一个w e b 服务是可以 被u r l 识别的应用软件，其接口和绑定由x m l 描述和发现，并可与其他基于 x m l 消息的应用程序交互。从功能角度看，w e b 服务是一种新型的w e b 应用程 序，具有自包含、自描述以及模块化的特点，可以通过w e b 发布、查找和调用， 使得e a i 变得更加容易。 2 w e b 服务体系结构 w e b 服务采用了s o a 的体系结构，通过服务提供者、请求者和注册中心等 实体之问的交互完成服务调用。服务级别协议( s e r v i c el e v e l a g r e e m e n t ，8 l a ) 保证的w e b 服务第一代体系结构如图2 - 2 所示。 匡三画习 ，7 p u b l i s hb h 帕 i 同意：司雁蔬 i _ j 【j 囤2 - 2w e b 服务体系姑构 硕士学位论文第二章面向服务的应用集成 文献 3 l 】提出了一些原因，认为图2 - 2 中的体系结构已不适合如今日益复杂 的w e b 服务应用程序，在s o a 中已显得过时。m m 提出了基于s l a 保证的第 二代w e b 服务体系结构d i 】。 夕吵“，、w = ：、? “ 厂2 o i e e t d a t 厂j - _ i 。a p p 删“砒”卜一m l a p p l i c a t i o nc l i e n t i u d d i m p m t m y s a v e r 图2 - 3s l a 保证的第二代w e b 服务体系结构 第二代体系结构如图2 3 所示，这里将提供者通知( a l e r t ) 和客户通知分为 三类：确认、验证和故障信息。每种类型的内容对每个事件来言都不一样。 例如，应用程序提供者给代理发送发布服务的请求。如果代理成功地发布了 资源库中的服务，它将发送发布成功的通知信息给提供者。否则，发送发布失败 的通知信息。应用程序客户发现w e b 服务应用程序过程类似。客户一旦接收到 成功发现的通知，客户就将其与提供者绑定。彼此间通信，以便进行下一步工作 3 w e b 服务的技术支持 w e b 服务平台需要一套协议来完成分布式应用程序的创建。任何平台都有它 的数据表示方法和类型系统。要实现互操作性，w e b 服务平台必须提供一套标准 的类型系统，用于沟通不同的平台、编程语言和组件模型中的不同的类型系统。 目前相关协议有： ( 1 ) ) ( m l 和x s d ： 可扩展的标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 是w e b 服务平台中 表示数据的基本格式。x m l 不仅易于建立和易于分析，而且是跨平台的，在传 输信息时软件和硬件是相互独立的工具，并且与厂商无关。w e b 服务利用x m l 来传送数据。w e b 服务平台用x s d 作为数据类型系统【3 2 】。 ( 2 ) s q a p x m l 使数据易于理解和共享，但应用实体之间要发送和接收x m l 文档， 还需对网络协议、访问点等细节达成